正弦波振荡器测试和仿真教程

正弦波振荡器是一种利用自身电路， 在不需要外部信号激励的情况下，自动将直流电能 转换为特定频率和振幅的交流信号装置。正弦波振荡器在各种电子设备中有着广泛的应用，诸如无线发射机中的载波信号源等。

正弦波振荡器按工作原理可以分为反馈式振荡器与负阻式振荡器两大类，反馈式振荡器 是在放大器电路中加入正馈，当正反馈足够大时，放大器产生振荡，是目前应用最广的一类振荡器。负阻式振荡器是将一个呈现负阻特性的有源器件直接与谐振电路连接，从而产生等幅的振荡。

LC 正弦波振荡器测试和仿真

采用 LC谐振回路作为选频网络的反馈式振荡器均称为LC正弦波振荡器，常用的电路有三点式振荡器和变压器反馈振荡器。

1. 电容三点式振荡器测试与仿真

电容三点式振荡器又称为考毕兹振荡器，该振荡器输出频率稳定、波形较好。

1. 电容三点式共射振荡器仿真如图8-30所示。

仿真运行，输出信号的频率为 5.8 MHz，输出信号的有效电压值为 3.038V，如图 8-31 所示。振荡器输出信号波形如图 8-32 所示。

2)电容三点式共基振荡器仿真如图 8-33 所示，仿真输出如图 8-34 所示。

在工作频率较高时，电容三点式共基振荡器相对于共射振荡器，更容易起振。

2. 改进型电容三点式振荡器测试与仿真

(1) 克拉泼振荡器测试与仿真

克拉泼振荡器是一种改进的电容三点式振荡器，如图 8-35 所示， 该类型振荡器是在原电容三点式振荡器的LC 谐振回路中增加一可调电容 C5，只要L1 和C5 串联后仍等效为电感，该振荡器的仍为电容三点式振荡器。该电路的优点是频率稳定度高。

仿真运行，输出信号频率频率计为17.037 MHz，输出电压的有效电压值为3.565 V，如图 8-36 所示。示波器输出信号波形，如图 8-37 所示。

(2) 西勒振荡器测试与仿真

西勒振荡器是在克拉泼振荡器上改进的电容三点式振荡器，如图8-38所示。该类型振荡器是在克拉泼振荡器的LC谐振回路中增加一可调电容C6与电感并联，该电路同样具有频率稳定，度高的优点。

仿真运行，输出信号的频率为 12.098 MHz; 输出电压的有效值为3.137 V，如图8-39所示。输出信号波形如图8-40所示。

3. 电感三点式振荡器测试与仿真

电感三点式振荡器又称哈特莱振荡器，如图8-41所示。

运行仿真，输出信号的频率为9.695 MHz、电压有效值为11.637 V，如图 8-42 所示。

示波器显示振荡器输出信号波形如图8-43所示。

4.变压器反馈振荡器测试与仿真

变压器反馈振荡器根据振荡回路接在晶体管的集电极、基极和发射极的不同位置可以分为三种类型电路，分别是调集型电路、调基型电路和调发型电路。

调集型振荡器仿真电路如图8-44所示。该振荡器由晶体管、LC谐振回路构成选频放大器，变压器将放大器的输出信号反馈到放大器输入端，获得适量的正反馈来实现自激振荡。

在测试之前注意修改变压器的参数，双击变压器弹出变压器参数窗口如图 8-45 所示。单击 “Value” → “Turns” 修改变比为1∶4，如图 8-45a 所示; 切换到 “Core” 选项卡，选择 “Non-idealcore” 单选按钮，并修改Constantinductance值为1μH，如图8-45b所示; 切换到 “Leakage inductance” 选项卡，选择“Symmetric leakage inductances” 单选按钮，并修改值为1μH， 如图8-45c所示。

仿真运行，频率计显示振荡器输出信号的频率为10.093MHz，输出电压的有效值为9.87V，如图 8-46 所示。示波器显示振荡器输出波形如图8-47所示。